Un prolongement probable de la faille de Neufchâteau vers le NE peut être mis en évidence par la recherche de contacts entre les formations du Dogger qui affleurent le long du talus routier de la D3 entre Soulosse-sous-St-Elophe et Coussey (88). La zone est fortement diaclasée.

Dans le talus à gauche de la route en allant vers Coussey, on observe le passage rapide des calcaires compacts et massifs dits "de Neufchâteau", autrefois attribués au Bajocien terminal et dorénavant rattachés au Bathonien inférieur (Brigaud et al., 2009), vers des calcaires à péloïdes et passées oolitiques, plus marneux, correspondant à la formation des "calcaires cristallins", d'âge Bathonien moyen-supérieur (fig.2 à 4). Une surface durcie de discontinuité affectant le sommet des calcaires "de Neufchâteau" souligne normalement le passage aux "calcaires cristallins" sus-jacents (cf. fiche Neufchâteau 1). Ce hard-ground n'apparaît pas à l'affleurement ici, laissant supposer la présence d'une faille à cet endroit.

Fig.2 : Position stratigraphique des terrains rencontrés (données chiffrées = âges en millions d'années - © BRGM).

Fig.4 : Affleurement des Calcaires cristallins
situé dans le compartiment affaissé au nord-ouest de la faille

Le passage d'une formation à l'autre se fait sur quelques dizaines de mètres. La présence de dépôts superficiels en surface (argiles et débris rocheux gélifractés) empêche toutefois de localiser avec précision, le contact entre les formations et le tracé de la faille (fig.5).

Fig.5 : Emplacement de la faille

Au sein des "Calcaires de Neufchâteau", des stries et des pics stylolitiques peuvent être observés. Ces structures traduisent une dissolution de la roche sous pression, lors de sa compaction.

Fig.6 : Stylolites observés sur un échantillon de la formation des Calcaires de Neufchâteau

La faille de Soulosse d'orientation NE-SO, révélée par un hiatus stratigraphique, correspondrait à la trace septentrionale de la faille de Neufchâteau, d'orientation NO-SE, passant plus au sud (fig.7).

Fig.7 : Carte structurale de la région autour de Neufchâteau

La faille de Neufchâteau fait partie d'un ensemble de failles courbes directionnelles d'orientation NO-SE qui affectent les parties centrale et méridionale de la Lorraine. Ces failles sont perpendiculaires aux deux accidents majeurs hérités du socle hercynien et qui traversent la Lorraine d'est en ouest : la faille de Metz au nord et la faille de Vittel au sud.

À ces structures se rajoutent, en Lorraine méridionale, des fossés tectoniques bordés par des failles rectilignes parallèles orientées NNE-SSO (ex.: fossés de Removille, de Colombey-les-Belles, de Gondrecourt...) (voir fiche "verrou tectonique de Removille").

Ces systèmes de failles se sont mis en place lors de trois phases successives de fracturation qui ont conduit à la structuration de la partie orientale du Bassin Parisien (Steiner, 1980; Le Roux, 2000) :

- la phase éocène ou pyrénéo-provençale, compressive, qui mobilise toutes les failles sauf les fossés tectoniques et qui conduit à la surrection des massifs bordiers (Ardenne, Eifel, Hunsrück), donnant au nord-est du Bassin de Paris, sa morphologie actuelle;

- la phase oligocène, distensive, qui ouvre les fossés tectoniques contemporains de la formation du fossé rhénan en Alsace ;

- la phase miocène ou alpine, compressive, qui n'affecte que les réseaux de failles du sud de la Lorraine.

Ces grandes phases de fracturation s'accompagnent de déformations qui affectent la couverture sédimentaire jurassique, sous forme de plis d'accommodation ou d'entraînement, faisant également apparaître de nombreux relais ou décrochements axiaux. De telles déformations (plissements et inclinaison de strates) sont notamment observables au niveau des falaises de calcaires bajociens à Circourt-sur-Mouzon ou le long de la route D164, dans le prolongement de la faille de Neufchâteau, au sud de la cité éponyme.

Bibliographie

BRIGAUD B., DURLET C., DECONNINCK J.-F., VINCENT B., PUCÉAT E., THIERRY J. et TROUILLER A. (2009) - Facies and climate/environmental changes recorded on a carbonate ramp: a sedimentological and geochemical approach on Middle Jurassic carbonates (Paris Basin, France). Sedimentary Geology, n°222, p.181-206.

LE ROUX J. (2000) - Structuration du Nord-Est du Bassin de Paris. Bull. Inf. Bass. Paris, vol.37, n°4, p.13-34.

STEINER P. (1980) - Lithostratigraphie et fracturation du Dogger lorrain. Thèse 3ème cycle, Nancy I, 206 p.